电子鼻与电子舌在食品行业的应用

食品科技Food Science and Technologydoi:10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2020.05.036电子鼻与电子舌在食品行业的应用Application of Electronic Nose and Electronic Tongue in Food Industry◎ 牟心泰，杜险峰（哈尔滨商业大学，黑龙江 哈尔滨 150028）(Harbin University of Commerce, Harbin 150028, China)Mu Xintai, Du Xianfeng摘 要：电子鼻和电子舌作为检测器具在食品方面具有重要作用，常用于检测食材的新鲜度、含菌量，确认原材料的种类和产地，辨别真伪等。二者的联合应用可以完成许多单仪器无法完成的检测工作，为检测者提供更加准确的检测结果。关键词：电子鼻；电子舌；食品行业；联合应用Abstract：Electronic nose and electronic tongue as testing instruments played a good role in food, is often used to test the ingredients fresh bacteria content, confirm the type and origin of raw materials, the authenticity. The joint application of the test results for the tester.two can accomplish many testing tasks that could not be done by single instrument, at the same time, provide more accurate Key words：Electronic nose; Electronic tongue; Food industry; Combined application中图分类号：TS207.3感官评价作为一种以人的五感为基础的科学的评价方式，有着直观和评价速度快的优势，但也存在因评价者的习惯喜好而有偏差的缺点。不同评价者的感官评价会因为饮食习惯不同得出不同的评价结果，在评测人员非专业且数量较少的情况下，评测结果可能与实际情况差别较大，实验结果与真实情况相差甚远。要得到准确的实验结果需要电子检测仪器的协助，而食品感官评价方面最常见的电子检测仪器便是电子舌和电子鼻。被电子软件分析的电信号的气敏传感阵列、加工处理传送来的电信号数据的信号处理系统和判别处理过的数据的模式识别系统。通过对动物嗅觉的模仿，电子鼻可以对气味进行详细、准确辨别。1.2 电子舌电子舌是模仿人类味觉机理而研制出的检测设备，在检测过程中电子舌通过传感阵列对被测试液体做出响应，并输出信号数据供相关实验研究人员分析，以得出被检测样品的相关味觉特征信息[1]。1 电子鼻和电子舌的工作原理1.1 电子鼻电子鼻由3部分组成：用来将化学信号转化成能2 电子鼻与电子舌在食品检测中的作用在食品领域，电子鼻常用于水果、肉类等的检测，根据传感器对不同挥发性气体都有不同的响应这一特作者简介：牟心泰（1995—），男，硕士；研究方向为烹饪科学、烹饪营养。通讯作者：杜险峰（1974—），男，硕士，副教授；研究方向为中餐烹饪技术、传统烹饪工业化。118/现代食品XIANDAISHIPIN󰀡性，采用数据处理方法对待检测气味进行辨别，得出与气味质量相关的检测报告。电子舌检测对象为液体，常用来检测饮料和其他液体食品。二者在不同检测项目上有不同优势，固二者结合使用可以得到更加准确的检测和评价结果。Food󰀡Science󰀡and󰀡Technology食品科技检测精度。电子舌价格昂贵，且其传感器有局限性，无法同时对多种类的样品进行详细检测。故而将二者结合使用可以综合二者的特点并规避部分缺点，更加准确的检测食品及其原材料。二者的联合应用可以完成许多单仪器无法完成的检测工作。3.3.1 二者在肉制品检测中的应用吴浩[6]等使用二者区分5种鱼糜，可以精准的分辨出淡水和海水鱼糜。田晓静[7]等在羊肉质量检测中联用二者，可以准确鉴别肉的种类。通过建立模型，二者还可准确分析羊肉糜中各种肉的掺入量，确认羊肉糜的组成成分及其比例，检测是否有掺假行为。二者的联合应用在食材的防伪方面有着积极作用。3.3.2 二者在饮品检测中的应用F Winquist[8]使用二者对橘子、苹果、菠萝3种果汁进行测试。仅使用电子鼻时，检测结果只能显示出橘子汁与另两种果汁的区别，电子舌则只能分辨出苹果汁。而二者联用即可准确鉴别果汁。陈玲[9]使用二者对椰汁的风味进行分析，实验结果表明二者联用可以精确分辨不同品牌的椰汁，并以此类推二者还可应用于其他的植物蛋白饮料的风味检测。经过调整，联用系统可以用于其他方面的检测，如烹饪成品的风味是否满足顾客需求，不同产地的同一种原料对成品的影响等。3 电子鼻与电子舌的应用研究现状3.1 电子鼻3.1.1 电子鼻在肉制品检测中的应用孔丽娜[2]在草鱼的鲜度及风味研究中使用了电子鼻进行分析。在分析草鱼的风味差距时，孔丽娜使用了4种不同的烹饪加工方式，并在加工后使用电子鼻对成品草鱼肉进行分析，电子鼻可以准确分辨4种不同风味鱼肉的差别，在鱼肉风味检测中，电子鼻的检测结果是准确的。3.1.2 电子鼻在调味料质量检测中的应用彭德川[3]等人在对红花椒粉进行感官品质分析时使用了电子鼻，结果表明电子鼻分析结果与专业人员的感官评价结果基本相同。电子鼻评价结果与正常感官评价结果基本相同，证明其可用于调味料的品质鉴定。3.2 电子舌电子舌常用于监控菜肴的处理过程，或对原料新鲜度及货架寿命进行检测。同时也可用于掺假识别、成分识别、定量分析和其他方面的质量检测，在肉及相关产品的质量检测中也有充分应用。3.2.1 电子舌在调味料检测方面的应用电子舌可运用于烹饪调味料的检测，Satoru liyama[4] 使用电子舌对25种酱油进行检测，成功的将酱油分为了3个大类。实验者认为电子舌能对酱油的自动化生产提供很大帮助，有着良好的发展前景。3.2.2 电子舌在其他方面的应用电子舌也常用于食材中细菌的检测，吴慧琳[5]使用电子舌来对酸肉的风味进行分析，实验结果证明电子舌在酸肉风味检测中有较高的应用价值，电子舌在肉类风味检测中是一种准确的检测仪器。3.3 二者的联合应用电子鼻中的气敏传感器阵列对检测环境的条件要求十分严格，干扰性气体、温湿度都会影响电子鼻的4 电子鼻与电子舌在食品行业中的发展方向电子鼻与电子舌作为一种检测物品性质的电子器械，相对于人力有着速度快、检测产品结果稳定等优点，可以轻松完成原本需要大量试验才能完成的检测。但是也存在着呆板、针对面小、对环境要求高与需要调整等缺点。针对这些缺点作出改良与研发，以提高仪器的使用效率并降低使用门槛是未来的发展方向，例如开发更多的电子鼻识别模式，加强仪器对不同环境的适应性，改良仪器便携性，使其在户外也能轻松使用。不仅是电子舌与电子鼻，电子眼等更多的电子检测设备也会加入到检测中。随着科技的不断发展，不同的检测设备将会不断得到综合改良，最终开发出更加快捷、简便而又准确的检测仪器，为检测者提供 （下转第126页）XIANDAISHIPIN现代食品/119食品科技Food Science and Technology冰乙酸达到沉淀蛋白质的效果，再经离子色谱法测定，具有灵敏度高、结果精准性好的特点，且操作简易，适合用于基层测定[6]。3.5 其他食品添加剂的测定李静等[7]人采用新型阴离子交换柱，通过淋洗条件优化，使用两阶等浓度氢氧化钾洗脱，分离苯甲酸、山梨酸、安赛蜜和糖精钠这5种添加剂，且适用范围广。朱岩等[8]的研究使用了NIONEX HPICAS4分离柱，能方便、准确地检测出腌腊肉中的亚硝酸盐，取代了复杂、费时的镉柱法。利用ASⅡ型阴离子色谱柱，氢氧化钠梯度淋洗，同时去除三聚磷酸盐中Cl-、NO3-、焦磷酸钠等杂质，方便测定三聚磷酸盐的含量，解决了传统方法灵敏度低的难题。参考文献：[1]侯 宇，王 莹，姚 忱.食品添加剂检测中高效液相色谱法的应用研究[J].食品安全导刊，2019（24）：150.[2]周 虹，钮伟民，宗荣芬，等.乳品中硝酸盐的离子色谱测定法[J].职业与健康，2003，19（11）：47-49.[3]Kim H J，Kim Y K．Analysis of Free and Total Sulfites in Food by Ion Chromatography with Electrochemical Detection[J]．Journal of Food Science，1986，51（5）：1360-1361．[4]蒋子恒.食品添加剂检测的实验研究[J].食品安全导刊，2019（3）：96.[5]李 彬，杨建红.离子色谱法测定乳酸菌饮料中甜蜜素含量[J].中国科技信息，2010（17）：127-128.[6]牟 钰，徐睿锶.食品添加剂检测技术探讨[J].现代食品，2017（20）：69-71.[7]李 静，王 雨，梁立娜．离子色谱法同时测定食品中3种甜味剂和2种防腐剂[J]．食品科学，201l，32（12）：239-242.[8]朱 岩.饮料中防腐剂的离子色谱法测定[J].分析化学，1991（3）：313-316.4 结语离子色谱法用于检测和分析添加剂，不只是具有灵敏度高、操作简易、检测结果直观等优点，还能同时检测样品中的多个元素，其发展空间非常大。人们的生活水平持续提升，生活条件持续改善，对食品安全问题的重视程度越来越高，保障食品安全是政府职能部门及企业践行责任的重要体现。（上接第119页）更加准确的检测结果，为包括食品行业在内的各个行业提供更加可靠的检测数据。参考文献：[1]邱雅楠，张宇晴，朱晗瑀，等.现代分析仪器在中餐烹饪研究中的应用[J].黑龙江科学，2017，8（6）：110-113.[2]孔丽娜.电子鼻技术在草鱼鲜度及风味分析的应用研究[D].上海：华东理工大学，2015.[3]彭德川，阎 红，辛松林.电子鼻技术对红花椒粉感观品质的快速分析[J].现代食品科技，2010，26（9）：1018-1019.[4]Satoru Iiyama，Miki Yahiro，Kiyoshi Toko. Measurements of Soy Sauce using Taste Sensor[J]. Sensors & Actuators: B. 126/现代食品XIANDAISHIPINChemical，2000，66（1）：205-206.[5]吴慧琳，李苗云，朱瑶迪，等.利用电子舌分析热加工酸肉滋味特征[J].肉类研究，2019，33（12）：39-44.[6]吴 浩，刘 源，顾赛麒，等.电子鼻、电子舌分析和感官评价在鱼糜种类区分中的应用[J].食品工业科技，2013，34（18）：80-82，338.[7]田晓静.基于电子鼻和电子舌的羊肉品质检测[D].杭州：浙江大学，2014.[8]F Winquist，I Lundström，P Wide. The Combination of an Electronic Tongue and an Electronic Nose[J]. Sensors & Actuators: B. Chemical，1999，58（1）：512-517.[9]陈 玲.智舌与智鼻技术在椰子汁品牌辨识与稳定性考察中的应用研究[D].杭州：浙江工商大学，2012.